WO2007017989A1 - 圧縮機 - Google Patents

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    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components

Definitions

  • the present invention relates to a compressor for a refrigeration circuit using a CO refrigerant.
  • an internal heat exchanger is provided between the gas cooler and the expansion valve, and heat exchange is performed between the refrigerant from the gas cooler and the refrigerant of the accumulator force (Japanese Patent Laid-Open No. 11-193967). Issue gazette). Specifically, the refrigerant from the gas cooler is further cooled via the internal heat exchanger and reaches the expansion valve, then reaches the evaporator and reaches the accumulator, and again passes through the internal heat exchanger and the compressor. To be introduced.
  • the present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a compressor capable of reducing the manufacturing cost of the refrigeration circuit and reducing refrigerant. It is to provide.
  • the present invention provides at least the direction of flow of the CO refrigerant.
  • a refrigeration circuit in which a compressor, a gas cooler, an expansion valve, and an evaporator are sequentially inserted in the circulation path.
  • the compressor sucks CO refrigerant from the evaporator, compresses it, and discharges it to the gas cooler.
  • a compression unit that performs the series of processes, and an internal heat exchange unit that is provided integrally with the compression unit and that exchanges heat between the refrigerant of the gas cooler and the refrigerant of the evaporator force.
  • a compressor of a refrigeration circuit using CO refrigerant is provided in a compression unit.
  • an internal heat exchange unit is provided.
  • heat is exchanged between the high-pressure compressed refrigerant gas cooled by the gas cooler and the low-pressure refrigerant gas from the evaporator. Therefore, the piping required for the refrigeration circuit for CO refrigerant can be reduced compared to the conventional method.
  • the internal heat exchange unit is provided with a return passage for introducing a refrigerant having a gas cooler power into the compression unit.
  • a refrigerant having a gas cooler power for example, the CO refrigerant contains lubricating oil.
  • the compressor further includes a machine room having a motor that is integrally disposed in the compression unit and drives the compression unit, and the internal heat exchange unit mechanically supplies the refrigerant from the gas cooler.
  • a return passage is provided for introduction into the room. In this way, cool with a gas cooler When the rejected compressed refrigerant gas is introduced into the machine room via the return passage, for example, CO cooling
  • the motor in the machine room can be lubricated and cooled, improving the durability and reliability of the compressor.
  • the compressor is provided with a drive circuit that is integrally disposed in the machine room, drives the motor, and is cooled through the return passage.
  • the compressor has a built-in drive circuit, and this drive circuit is cooled by the compressed refrigerant gas having the gas cooler power, so that the durability and reliability of the compressor having the built-in drive circuit is improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle air conditioner including a compressor according to the present invention.
  • FIG. 2 Schematic configuration diagram of the compressor of Fig. 1,
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a compressor according to another embodiment.
  • FIG. 4A is a schematic configuration diagram of a compressor according to another embodiment.
  • FIG. 4B is a schematic configuration diagram of a compressor according to another embodiment.
  • FIG. 1 shows an outline of a refrigeration system 2 that constitutes a vehicle air conditioner.
  • the system 2 cools the interior of the passenger compartment 4 at a desired set temperature.
  • System 2 is a natural refrigerant, CO refrigerant (hereinafter simply referred to as refrigerant)
  • the circuit 6 has a refrigeration circuit 6 that circulates the engine room 8 installed in the engine room 8 with the engine 10 and the power compartment 4.
  • the circuit 6 has the refrigerant circulation paths 11 to 16, and these paths 11 to 16 are mostly arranged in the engine room 8, part of which is in the vehicle compartment 4. Is also extended.
  • the compressor 18, the gas cooler 24, the expansion valve 26, the evaporator 28, and the accumulator 30 of this embodiment are sequentially inserted from the upstream side.
  • the compressor 18, the gas cooler 24, the expansion valve 26 and the accumulator 30 are arranged in the engine room 8, and the evaporator 28 is arranged in the vehicle compartment 4.
  • reference numerals 11, 12, 13, and 14 form the forward path portion of the route
  • reference numerals 15 and 16 form the return path portion of the route.
  • This compressor 18 is operated by the driving force of the engine 10 and sucks the refrigerant in the gas state. Then, the refrigerant is compressed and discharged in a high-temperature and high-pressure gas state into the path 11. That is, the compressor 18 generates a refrigerant flow while compressing the refrigerant.
  • the gas cooler 24 receives a wind fan (not shown) and wind from the front of the vehicle and air-cools the refrigerant flowing through the gas cooler 24. Further, the high-pressure refrigerant from the gas cooler 24 is supplied to the evaporator 28 through the expansion valve 26, and the refrigerant enters a low-temperature low-pressure gas state in the evaporator 28.
  • the gaseous refrigerant is temporarily stored in the accumulator 30.
  • the downstream side of the accumulator 30 is connected to the compressor 18 via a path 16, and the refrigerant in a low-temperature and low-pressure gas state is sucked into the compressor 18.
  • the compressor 18 of the present embodiment also has a function of internal heat exchange. Specifically, as shown in FIG. 2, the compressor 18 includes a compression unit 20 and an internal heat exchange unit 21, and the heat exchange unit 21 is disposed integrally with the compression unit 20. Further, a drive pulley 19 is disposed in the compression unit 20 of the present embodiment, and the power of the engine 10 is transmitted to the pulley 19 via a drive belt (not shown).
  • the heat exchange unit 21 is connected with a path 12 on the downstream side of the gas cooler 24 and a path 13 on the upstream side of the expansion valve 26, and the refrigerant from the gas cooler 24 expands via the paths 12 and 13. Supplied to valve 26.
  • a path 16 on the downstream side of the accumulator 30 is connected to the heat exchange unit 21, and heat exchange between the refrigerant from the gas cooler 24 and the refrigerant from the accumulator 30 is performed. That is, the refrigerant from the gas cooler 24 is further cooled by the refrigerant from the accumulator 30, and this refrigerant is supplied to the expansion valve 26 via the path 13. Note that the refrigerant from the accumulator 30 is sucked and compressed from the heat exchange unit 21 to the compression unit 20 and discharged toward the gas cooler 24 through the path 11.
  • the heat exchange unit 21 of the compressor 18 is provided with a return passage 17 (indicated by a dotted line in FIG. 2) for introducing a part of the refrigerant from the gas cooler 24 into the compression unit 20.
  • a return passage 17 (indicated by a dotted line in FIG. 2) for introducing a part of the refrigerant from the gas cooler 24 into the compression unit 20.
  • One end of the passage 17 is branched from the path 12 and reaches the compression unit 20, and the other end is connected to the path 13 and returned from the compression unit 20 to the path 13.
  • one end of the passage 17 is branched from the path 13 and reaches the compression unit 20, while the other end can be connected to the path 12 and returned.
  • the cooling from the accumulator 30 is caused by the operation of the compressor 18.
  • the adiabatic compression action of the compressor 18 increases the specific enthalpy and the pressure, and the refrigerant in the high-temperature and high-pressure gas state is supplied to the gas cooler 24 through the path 11.
  • This refrigerant has its specific enthalpy decreased while maintaining the pressure constant by the cooling action of the gas cooler 24, and is supplied to the heat exchange unit 21 of the compressor 18 via the path 12.
  • the refrigerant supplied to the heat exchange unit 21 is further cooled by the refrigerant from the accumulator 30, and the specific enthalpy is further reduced and sent out toward the path 13. Thereafter, the refrigerant in the high-pressure gas state undergoes expansion due to the throttling action of the expansion valve 26, the pressure decreases while maintaining its specific enthalpy at a constant level, and is ejected into the evaporator 28 via the path 14. Next, the air around the evaporator 28 is cooled by the heat of vaporization of the cooling medium, and the cooling air is sent into the passenger compartment 4 to cool the passenger compartment 4.
  • the refrigerant supplied from the evaporator 28 to the accumulator 30 via the path 15 returns to the heat exchange unit 21 of the compressor 18 via the path 16, and thereafter, the refrigerant is supplied by the compression unit 20 of the compressor 18. Compressed again and circulates through paths 11-16 as described above.
  • the refrigerant supplied from the gas cooler 24 to the heat exchange unit 21 reaches the inside of the compression unit 20 through the passage 17 and is then sent out again toward the expansion valve 26.
  • the refrigerant contains lubricating oil
  • the lubricating oil functions as a sliding surface in the compression unit 20, lubrication of the bearing, and a seal for the sliding surface.
  • the compressor 18 is a variable capacity type
  • the refrigerant from the gas cooler 24 becomes a control gas source for capacity adjustment in the compression unit 20, and capacity adjustment and lubrication cooling are possible.
  • the compressor of the present invention may be driven by an electric motor in addition to being driven by the engine 10 as described above.
  • the compressor shown in FIG. 3 is an electric compressor 18A.
  • the compressor 18A includes a compression unit 20, a motor chamber (machine room) 22 including an electric motor (motor) (not shown), and an internal heat exchange unit 21.
  • the heat exchange unit 21 and the motor chamber 22 are integrally provided in the compression unit 20, and the compression unit 20 is driven by an electric motor.
  • a path 12 from the gas cooler 24 and a path 13 to the expansion valve 26 are connected, and further, a path 16 from the accumulator 30 is also connected, and the refrigerant from the gas cooler 24 is connected.
  • Heat exchange with the refrigerant from the accumulator 30 is provided with a return passage 17A (indicated by a dotted line in FIG. 3) for introducing a part of the refrigerant from the gas cooler 24 into the compression unit 20, and the refrigerant in the passage 17A 12 is introduced into the motor chamber 22, reaches the compression unit 20 via the motor chamber 22, and the force is also returned to the path 13.
  • each of the electric compressors 18B and 18C shown in FIG. 4 includes a compression unit 20, an internal heat exchange unit 21, a motor room (machine room) 22, and a drive circuit 23 including an inverter.
  • the heat exchange unit 21 and the motor chamber 22 are disposed integrally with the compression unit 20, and the drive circuit 23 is disposed integrally with the motor chamber 22.
  • the compressor 18B (Fig. 4A)
  • a drive circuit 23 may be disposed between the heat exchange unit 21 and the motor chamber 22, or the heat exchange unit 21 may be disposed between the drive circuit 23 and the motor chamber 22.
  • a heat exchange unit 21 such as a compressor 18C (FIG. 4B) is disposed on one end side of the compression unit 20, the motor chamber 22 and the drive circuit 23, and the drive circuit 23 includes the compression unit 20 and the motor chamber. 22 and one end side of the heat exchange unit 21 may be provided.
  • the present invention includes a CO refrigerant compressor and a conventional device in a refrigeration circuit.
  • the main purpose is to integrate with the internal heat exchange ⁇ . And CO
  • the compressor 18 (18A, 18B, 18C) inserted in the refrigeration circuit 6 using refrigerant includes an internal heat exchange unit 21 in addition to the compression unit 20.
  • the gas cooler 24 Heat exchange is performed between the rejected high-pressure refrigerant gas and the low-pressure refrigerant gas from the accumulator 30, and the high-pressure refrigerant gas is further cooled and the low-pressure refrigerant gas is heated. Therefore, the piping required for the refrigeration circuit 6 is reduced by the amount required for the internal heat exchange, and the independent installation space required for the internal heat exchange as in the past is also reduced. Reduced. As a result, the number of parts of the refrigeration circuit 6 is reduced and the manufacturing cost is reduced. Furthermore, this pipe line is reduced, so that the refrigerant in the entire refrigeration circuit 6 can be saved. In addition, if CO refrigerant, which is a natural refrigerant, is used in the vehicle air conditioner, the environmental load is reduced.
  • the heat exchange unit 21 has a sliding surface in the compression unit 20, lubrication of the bearing, and a sliding surface.
  • a return passage 17 (17A) for introducing refrigerant into the compression unit 20 from the gas cooler 24 that functions as a control valve or as a control gas source for capacity adjustment is provided.
  • the gas cooler 24 that functions as a control valve or as a control gas source for capacity adjustment.
  • Lubrication of sliding surfaces and bearings and sealing of sliding surfaces are possible, contributing to improved durability of the compressor 18 (18A, 18B, 18C).
  • the compression unit 20 is also used as a control gas source for capacity adjustment, the discharge capacity of the variable capacity compressor can be adjusted in addition to the above-described lubrication. Furthermore, even if the compressor is shut down, the CO refrigerant is
  • the electric compressor 18B (18C) has a built-in drive circuit 23, and the drive circuit 23 is cooled by the compressed refrigerant gas from the gas cooler 24 through the return path, so that, for example, a hybrid vehicle This improves the durability and reliability of the electric compressor applied to the.
  • the compression unit 20 of the above embodiment is a series of processes for sucking, compressing and discharging CO refrigerant, regardless of whether it is a piston reciprocating type or a scroll type.
  • a vehicle air conditioner is shown as an example.
  • the compressor of the present invention is applicable to cooling and refrigeration systems using CO refrigerant.
  • the force in which the accumulator is inserted between the evaporator and the compressor is not necessarily limited to this form. That is, the present invention can also be applied to a refrigeration circuit without an accumulator.

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Abstract

　圧縮機(18)は、蒸発器(28)からのＣＯ２冷媒の吸入、圧縮及びガスクーラ(24)への吐出の一連のプロセスを行う圧縮ユニット(20)と、圧縮ユニットに一体的に配設され、ガスクーラからの冷媒と蒸発器からの冷媒との熱交換を行う内部熱交換ユニット(21)とを具備する。

Description

明 細 書
圧縮機
技術分野
[0001] 本発明は、 CO冷媒を使用した冷凍回路の圧縮機に関する。
2
背景技術
[0002] 近年、地球環境への配慮から、地球温暖化係数の小さな値を有する冷媒を用いた 冷凍サイクルの開発が進められている。この種の冷媒の一例としては自然系の CO (
2 炭酸)ガスがある。
[0003] ここで、この CO冷媒は、その作動領域が高圧側の回路では超臨界領域に達し、こ
2
の領域ではガスの圧力が高ぐ液ィ匕できない。よって、高圧側のガスの温度を十分に 下げなければ十分なェンタルピ差が確保できず、冷凍サイクルの効率が低下するこ とになる。そこで、ガスクーラと膨張弁との間には内部熱交^^が設けられており、ガ スクーラからの冷媒とアキュムレータ力 の冷媒とによる熱交換が行われて 、る（日本 国特開平 11— 193967号公報参照)。具体的には、ガスクーラからの冷媒は、内部 熱交換器を経て更に冷却されて膨張弁に達し、次いで、蒸発器に達してアキュムレ ータに至り、そして、再び内部熱交換器を経て圧縮機に導入される。
[0004] ところで、上述の如く冷凍回路に内部熱交 を介挿させた場合には、当該内部 熱交換器のための配管路の引き回しや設置スペースが別途必要になって製造コスト が上昇するとの懸念がある。また、冷凍回路に要する冷媒充填量も増えるとの懸念も ある。
[0005] 更に、 CO冷媒を使用した冷凍回路に介挿されている圧縮機では、高圧'高温度
2
に曝され易くなる点にも留意しなければならない。圧縮機の耐久性の低下を招き、こ れは冷凍回路の信頼性に大きな影響を及ぼす力 である。この場合に上記特許文 献 1に記載の如ぐバイパス回路を設け、内部熱交換器に向かう冷媒量を調整するこ とも考えられるが、これでは、バイノス回路のための配管路の引き回しや設置スぺー スが別途必要になり、製造コストの上昇ゃ冷媒充填量の増加との課題が依然として 残されること〖こなる。 発明の開示
[0006] 本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところ は、冷凍回路の製造コストの低廉ィ匕及び省冷媒ィ匕を図ることができる圧縮機を提供 することにある。
[0007] 上記した目的を達成するために、本発明は、 CO冷媒の流れ方向でみて少なくとも
2
圧縮機、ガスクーラ、膨張弁及び蒸発器が循環経路に順次介挿されている冷凍回路 であって、圧縮機は、蒸発器からの CO冷媒の吸入、圧縮及びガスクーラへの吐出
2
の一連のプロセスを行う圧縮ユニットと、圧縮ユニットに一体的に配設され、ガスクー ラカ の冷媒と蒸発器力 の冷媒との熱交換を行う内部熱交換ユニットとを具備する ことを特徴としている。
[0008] 従って、本発明によれば、 CO冷媒を用いた冷凍回路の圧縮機が、圧縮ユニットの
2
他、内部熱交換ユニットを備えており、この内部熱交換ユニットでは、ガスクーラで冷 却された高圧の圧縮冷媒ガスと蒸発器からの低圧の冷媒ガスとの間で熱交換を行う 。よって、 CO冷媒の冷凍回路に要する配管路が従来に比して削減されるし、従来
2
の如く内部熱交換器に要する独立した設置スペースも削減される。この結果、冷凍 回路の部品点数が減少して製造コストの低廉ィ匕が達成される。更に、冷凍回路全体 の省冷媒化も達成可能となる。
[0009] また、好ましくは、内部熱交換ユニットは、ガスクーラ力もの冷媒を圧縮ユニット内に 導入させる返戻通路を備えている。このように、ガスクーラで冷却された圧縮冷媒ガス が返戻通路を介して圧縮ユニット内に導入されると、例えば CO冷媒が潤滑油を含
2
む場合には、圧縮ユニット内の摺動面や軸受の潤滑、摺動面のシールが可能となり 、圧縮機の耐久性の向上に寄与する。また、例えば圧縮ユニットにおいて容量調整 用の制御ガス源にも利用されると、上記潤滑等の他、吐出容量の調整も可能となる。 更に、仮に圧縮機の作動停止時であっても、 CO冷媒はガスクーラや膨張弁の近傍
2
には停留し難くなり、冷凍回路の信頼性が向上する。
[0010] 更に、好ましくは、圧縮機は、圧縮ユニットに一体的に配設され、圧縮ユニットを駆 動させるモータを有する機械室を更に具備し、内部熱交換ユニットは、ガスクーラから の冷媒を機械室内に導入させる返戻通路を備えている。このように、ガスクーラで冷 却された圧縮冷媒ガスが返戻通路を介して機械室内に導入されると、例えば CO冷
2 媒が潤滑油を含む場合には、機械室内のモータの潤滑や冷却が可能となり、圧縮機 の耐久性や信頼性が向上する。
[0011] 更にまた、好ましくは、圧縮機は、機械室に一体的に配設されてモータを駆動し、 返戻通路を介して冷却される駆動回路を備えている。このように、圧縮機は駆動回路 を内蔵し、この駆動回路がガスクーラ力 の圧縮冷媒ガスで冷却されることから、駆動 回路を内蔵した圧縮機の耐久性や信頼性が向上する。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明に係る圧縮機を含んだ車両用空調装置の概略構成図、
[図 2]図 1の圧縮機の概略構成図、
[図 3]他の実施例に係る圧縮機の概略構成図、
[図 4A]他の実施例に係る圧縮機の概略構成図である。
[図 4B]他の実施例に係る圧縮機の概略構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、図面により本発明の実施形態について説明する。図 1は、車両用空調装置 を構成する冷凍システム 2の概略を示し、このシステム 2は車室 4内を所望の設定温 度にて冷房する。システム 2は、自然系冷媒である CO冷媒 (以下、単に冷媒と称す）
2
を循環させる冷凍回路 6を有し、この回路 6はエンジン 10を備えたエンジンルーム 8 力 車室 4に亘つて設置されて!、る。
[0014] 詳しくは、回路 6は上記冷媒の循環経路 11〜16を有し、これら経路 11〜16はその 大部分がエンジンルーム 8内に配置されている力 その一部が車室 4内にも延びてい る。経路 11〜16には、上流側から本実施形態の圧縮機 18、ガスクーラ 24、膨張弁 2 6、蒸発器 28及びアキュムレータ 30が順次介挿されている。そして、これら圧縮機 18 、ガスクーラ 24、膨張弁 26及びアキュムレータ 30はエンジンルーム 8内に配置され、 蒸発器 28は車室 4内に配置されている。なお、図中、参照符号 11, 12, 13, 14は 上記経路の往路部分を形成し、参照符号 15, 16は上記経路の復路部分を形成して いる。
[0015] この圧縮機 18はエンジン 10の駆動力によって作動され、ガス状態の冷媒を吸い込 んで圧縮し、高温高圧ガス状態の冷媒を経路 11に吐出する。つまり、圧縮機 18は冷 媒を圧縮しながら冷媒の流動を生成させる。そして、ガスクーラ 24は図示しない送風 ファン及び車両前方からの風を受けて、その内部を流れる冷媒を空冷する。更に、ガ スクーラ 24からの高圧状態の冷媒は膨張弁 26を通じて蒸発器 28に供給され、この 冷媒は蒸発器 28内にて低温低圧のガス状態となる。また、このガス状態の冷媒はァ キュムレータ 30で一時的に貯留される。このアキュムレータ 30の下流側は経路 16を 介して圧縮機 18に接続されており、低温低圧ガス状態の冷媒が圧縮機 18に吸入さ れる。
[0016] ここで、本実施形態の圧縮機 18は内部熱交^^の機能をも兼ね備えている。具体 的には、図 2に示されるように、圧縮機 18は圧縮ユニット 20と内部熱交換ユニット 21 とから構成され、この熱交換ユニット 21は圧縮ユニット 20に一体的に配設されている 。また、本実施形態の圧縮ユニット 20には駆動プーリ 19が配設されており、このブー リ 19にはエンジン 10の動力が図示しない駆動ベルトを介して伝達されている。
[0017] そして、熱交換ユニット 21には、ガスクーラ 24の下流側の経路 12及び膨張弁 26の 上流側の経路 13がそれぞれ接続され、ガスクーラ 24からの冷媒が経路 12, 13を介 して膨張弁 26に供給されている。一方、この熱交換ユニット 21にはアキュムレータ 30 の下流側の経路 16が接続されており、上記ガスクーラ 24からの冷媒と当該アキュム レータ 30からの冷媒との熱交換が行われる。つまり、ガスクーラ 24からの冷媒はアキ ュムレータ 30からの冷媒によって更に冷却され、この冷媒は経路 13を介して膨張弁 26に供給される。なお、このアキュムレータ 30からの冷媒は熱交換ユニット 21から圧 縮ユニット 20に吸入、圧縮され、経路 11を介してガスクーラ 24に向けて吐出される。
[0018] また、当該圧縮機 18の熱交換ユニット 21には、ガスクーラ 24からの冷媒の一部を 圧縮ユニット 20内に導入させる返戻通路 17 (図 2に点線で示す）が備えられている。 この通路 17は、その一端側が経路 12から分岐されて圧縮ユニット 20内に達し、その 他端側が経路 13に接続され、圧縮ユニット 20内から経路 13に戻されている。なお、 この通路 17は、その一端側が経路 13から分岐されて圧縮ユニット 20内に達する一 方、その他端側を経路 12に接続して戻すことも可能である。
[0019] 上述したシステム 2によれば、圧縮機 18の作動に伴ってアキュムレータ 30からの冷 媒が圧縮されると、この圧縮機 18の断熱圧縮作用により、比ェンタルピ及び圧力が それぞれ増加し、経路 11を介して高温高圧ガス状態の冷媒がガスクーラ 24に供給さ れる。この冷媒はガスクーラ 24の冷却作用によって圧力を一定に維持しながら比ェ ンタルビが減少し、経路 12を介して圧縮機 18の熱交換ユニット 21に供給される。
[0020] 当該熱交換ユニット 21に供給された冷媒は、アキュムレータ 30からの冷媒で更に 冷却され、比ェンタルビが更に減少して経路 13に向けて送出される。この後、高圧ガ ス状態の冷媒が膨張弁 26の絞り作用による膨張を受け、その比ェンタルピを一定に 維持しながら圧力が減少し、経路 14を介して蒸発器 28内に噴出される。次いで、冷 媒の気化熱により蒸発器 28の周囲の空気が冷却され、冷気が車室 4内に送り込まれ て車室 4内の冷房が行われる。
[0021] なお、蒸発器 28から経路 15を介してアキュムレータ 30に供給された冷媒は、経路 16を介して圧縮機 18の熱交換ユニット 21に戻り、この後、圧縮機 18の圧縮ユニット 20により再度圧縮され、経路 11〜16を上述した如く循環する。
[0022] ここで、ガスクーラ 24から熱交換ユニット 21に供給された冷媒の一部は通路 17を 介して圧縮ユニット 20内に達した後、膨張弁 26に向けて改めて送出される。これによ り、当該冷媒が潤滑油を含む場合には、この潤滑油が圧縮ユニット 20内の摺動面や 軸受の潤滑、摺動面のシールとして機能する。更に、当該圧縮機 18が可変容量型 の場合には、ガスクーラ 24からの冷媒が圧縮ユニット 20内にて容量調整用の制御ガ ス源となり、容量調整や潤滑冷却が可能となる。
[0023] ところで、本発明の圧縮機は、上述の如くエンジン 10で駆動される他、電動モータ で駆動されても良い。詳しくは、図 3に示される圧縮機は電動圧縮機 18Aである。こ の圧縮機 18Aは、圧縮ユニット 20、図示しない電動モータ (モータ）を備えたモータ 室 (機械室） 22及び内部熱交換ユニット 21から構成されている。そして、これら熱交 換ユニット 21及びモータ室 22は圧縮ユニット 20に一体的に配設され、圧縮ユニット 2 0は電動モータによって駆動される。
[0024] この熱交換ユニット 21においても、ガスクーラ 24からの経路 12及び膨張弁 26への 経路 13がそれぞれ接続され、更に、アキュムレータ 30からの経路 16も接続されてお り、ガスクーラ 24からの冷媒とアキュムレータ 30からの冷媒との熱交換が行われてい る。更に、熱交換ユニット 21には、ガスクーラ 24からの冷媒の一部を圧縮ユニット 20 内に導入させる返戻通路 17A (図 3に点線で示す）が備えられており、この通路 17A の冷媒は、経路 12からモータ室 22内に導入され、このモータ室 22を経由して圧縮 ユニット 20内に達して力も経路 13に戻されている。
[0025] 次に、図 4に示された電動圧縮機 18B, 18Cは、いずれも圧縮ユニット 20、内部熱 交換ユニット 21、モータ室 (機械室） 22及びインバータを備えた駆動回路 23から構 成されており、これら熱交換ユニット 21及びモータ室 22が圧縮ユニット 20に一体的 に配設され、且つ、駆動回路 23がモータ室 22に一体的に配設されている。
[0026] これら圧縮ユニット 20、熱交換ユニット 21、モータ室 22及び駆動回路 23の配置に ついては、この駆動回路 23が図示しない返戻通路を介して冷却される限り、圧縮機 18B (図 4A)の如ぐ駆動回路 23が熱交換ユニット 21とモータ室 22との間に配設さ れる他、熱交換ユニット 21が駆動回路 23とモータ室 22との間に配設されていても良 い。更に、圧縮機 18C (図 4B)の如ぐ熱交換ユニット 21が圧縮ユニット 20、モータ 室 22及び駆動回路 23の一端側に配設される他、駆動回路 23が圧縮ユニット 20、モ ータ室 22及び熱交換ユニット 21の一端側に配設されていても良い。
[0027] 以上のように、本発明は、 CO冷媒の圧縮機と、従来では冷凍回路中の一機器で
2
あった内部熱交^^と一体化させることを主眼とするものである。そして、 CO
2冷媒を 使用する冷凍回路 6に介挿された圧縮機 18 (18A, 18B, 18C)が、圧縮ユニット 20 の他、内部熱交換ユニット 21を備えており、このユニット 21では、ガスクーラ 24で冷 却された高圧の冷媒ガスとアキュムレータ 30からの低圧の冷媒ガスとの間で熱交換 を行われ、高圧の冷媒ガスは更に冷却され、低圧の冷媒ガスは加熱される。従って、 この冷凍回路 6に要する配管路が上記内部熱交^^に必要とされる分だけ従来に 比して削減されるし、従来の如く上記内部熱交^^に要する独立した設置スペース も削減される。この結果、冷凍回路 6の部品点数が減少して製造コストの低廉ィ匕が達 成される。更に、この配管路が削減されて冷凍回路 6全体の省冷媒化も達成可能と なる。また、車両用空調装置に自然系冷媒である CO冷媒を用いれば、環境負荷の
2
低減に大きく貢献する。
[0028] また、熱交換ユニット 21は、圧縮ユニット 20内の摺動面や軸受の潤滑、摺動面のシ ールとして機能させるベぐ或いは、容量調整用の制御ガス源として機能させるベぐ ガスクーラ 24からの冷媒を圧縮ユニット 20内に導入させる返戻通路 17 ( 17A)を備 えている。よって、例えば CO冷媒が潤滑油を含む場合には、圧縮ユニット 20内の
2
摺動面や軸受の潤滑、摺動面のシールが可能となり、圧縮機 18 (18A, 18B, 18C) の耐久性の向上に寄与する。また、例えば圧縮ユニット 20において容量調整用の制 御ガス源にも利用されると、上記潤滑等の他、可変容量型圧縮機の吐出容量の調整 も可能となる。更に、仮に圧縮機の作動停止時であっても、 CO冷媒はこの圧縮機 1
2
8 (18A, 18B, 18C)内に留まり、ガスクーラ 24や膨張弁 26の近傍には停留し難くな つて冷凍回路 6の信頼性が向上する。また、ガスクーラ 24で冷却された圧縮冷媒ガス が返戻通路 17Aを介してモータ室 22内に導入されると、例えば CO冷媒が潤滑油
2
を含む場合には、電動モータの潤滑や冷却が可能となり、電動圧縮機 18A(18B, 1
8C)の耐久性や信頼性が向上する。
[0029] 更に、電動圧縮機 18B (18C)は駆動回路 23を内蔵し、この駆動回路 23が返戻通 路を介してガスクーラ 24からの圧縮冷媒ガスで冷却されることから、例えばハイブリツ ド型車両に適用された電動圧縮機の耐久性や信頼性が向上する。
[0030] 以上で本発明の一実施形態についての説明を終える力 本発明は上記実施形態 に限定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるも のである。
[0031] 例えば、上記実施形態の圧縮ユニット 20は、例えばピストン往復動型又はスクロー ル型のいずれのタイプであっても、 CO冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセ
2
スが実行可能である。また、上記実施形態では車両用空調装置に具体化された例を 示しているが、本発明の圧縮機は CO冷媒を用いた冷房'冷凍システム全般に適用
2
可能である。
[0032] また、上記実施形態では蒸発器と圧縮機との間にアキュムレータが介挿されている 力 必ずしもこの形態に限定されるものではない。つまり、本発明はアキュムレータを 省いた冷凍回路にも適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] CO冷媒の流れ方向でみて少なくとも圧縮機、ガスクーラ、膨張弁及び蒸発器が循
2
環経路に順次介挿されている冷凍回路であって、
前記圧縮機は、
前記蒸発器からの CO冷媒の吸入、圧縮及び前記ガスクーラへの吐出の一連のプ
2
口セスを行う圧縮ユニットと、
該圧縮ユニットに一体的に配設され、前記ガスクーラからの冷媒と前記蒸発器から の冷媒との熱交換を行う内部熱交換ユニットとを具備する。
[2] 請求項 1に記載の圧縮機にお!ヽて、
前記内部熱交換ユニットは、前記ガスクーラからの冷媒を前記圧縮ユニット内に導 入させる返戻通路を備えて 、る。
[3] 請求項 1又は 2に記載の圧縮機において、
前記圧縮機は、前記圧縮ユニットに一体的に配設され、該圧縮ユニットを駆動させ るモータを有する機械室を更に具備し、
前記内部熱交換ユニットは、前記ガスクーラ力 の冷媒を前記機械室内に導入させ る返戻通路を備えている。
[4] 請求項 3に記載の圧縮機において、
前記圧縮機は、前記機械室に一体的に配設されて前記モータを駆動し、前記返戻 通路を介して冷却される駆動回路を備えている。
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